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Python/matlab实现KNN算法
Python
算法伪码：
对未知类别属性的数据集中的每个点依次执行以下操作：
1）计算已知类别数据集中的点与当前点之间的距离；
2）按照距离递增次序排序；
3）选取与当前点距离最小的k个点；
4）确定前k个点所在类别的出现频率；
5）返回前k个点出现频率最高的类别作为当前点的预测分类。
欧氏距离计算：
(1)二维平面上两点xA(x1,y1)与xB(x2,y2)间的欧氏距离：
(2)三维空间两点xA(x1,y1,z1)与xB(x2,y2,z2)间的欧氏距离：
(3)两个n维向量xA(x11,x12,…,x1n)与 xB(x21,x22,…,x2n)间的欧氏距离：
算法实现如下：
1、评价指标
def createDataSet():
group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]])
labels = [‘A‘,‘A‘,‘B‘,‘B‘]
return group, labels
2、knn核心算法
#inX 要检测的数据
#dataSet 数据集
#labels 结果集
#k 要对比的长度
def classify0(inX, dataSet, labels, k):
dataSetSize = dataSet.shape[0] #计算有多少行
# tile(inX, (dataSetSize,1))生成对应inX维度的矩阵，方便做差
diffMat = tile(inX, (dataSetSize,1)) - dataSet
sqDiffMat = diffMat**2 #差求平方
sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1) # axis=0, 表示列 axis=1, 表示行。
distances = sqDistances**0.5 #开方
sortedDistIndicies = distances.argsort() #argsort()排序，求下标
classCount={}
for i in range(k):
voteIlabel = labels[sortedDistIndicies[i]] #通过下标索引分类
# 通过构造字典，记录分类频数
classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel,0) + 1
# 对字段按值排序（从大到小）
sortedClassCount = sorted(classCount.items(),key=lambda classCount:classCount[1], reverse=True)
return sortedClassCount[0][0]
3、测试类
#测试
if __name__ == "__main__" :
dataset = array([[1.0, 1.1], [1.0, 1.0], [0.0, 0.0], [0.0, 0.1]])
labels = [‘A‘, ‘A‘, ‘B‘, ‘B‘]
X = [1.2, 1.1]
Y = [0.1, 0.1]
k = 3
labelX = classify0(X,dataset,labels,k)
labelY = classify0(Y,dataset,labels,k)
print ("Your input is:", X, "and classified to class: ", labelX)
print ("Your input is:", Y, "and classified to class: ", labelY )
结果：
Your input is: [1.2, 1.1] and classified to class: A
Your input is: [0.1, 0.1] and classified to class: B
4、注意
knn算法的开销很大,因为要计算每个样本点到其他所有点的距离.
knn算法的距离一般要根据实际样本点的情况来选取.
knn算法的距离阈值要根据样本的分散集中程度来选取.经验一般选取样本点集合的均方差.
matlab
5、任性matlab
没错，matlab就是这么任性只需要一行，其他都是读取数据
train_data=http://www.mamicode.com/load(‘sample_feature.txt‘);
train_label=load(‘train_label.txt‘);
test_data=http://www.mamicode.com/load(‘features.txt‘);
k=knnclassify(test_data,train_data,train_label,3,‘cosine‘,‘random‘);
train_data保存的是训练样本特征，要求是最能代表本类别的，不一定多，当然不能太少；
train_label保存的是样本标号，如0,1,2等等，随便设置，只有能区分就行,具体格式可以为:
test_data测试文件保存的是测试数据的特征；
关键函数介绍：
knnclassify是利用最近邻进行分类的分类器；
函数调用形式：
1.CLASS = KNNCLASSIFY(SAMPLE,TRAINING,GROUP)
标号和训练数据必须有相同的行数；训练数据和测试数据必须有相同的列；函数对于无效值或者空值会作为丢失值或者忽略这一行。
2.CLASS = KNNCLASSIFY(SAMPLE,TRAINING,GROUP,K)
此函数允许你设置距离矩阵形式，如：
‘euclidean‘ 欧氏距离，默认的
‘cityblock‘ 绝对差的和
‘cosine‘ 角度距离
‘correlation‘ 相关距离
‘Hamming‘ 汉明距离
3.CLASS =KNNCLASSIFY(SAMPLE,TRAINING,GROUP,K,DISTANCE,RULE)
本函数允许你选择如何对样本进行分类，如你可以选择：
‘nearest‘ 最近的K个的最多数
‘random‘ 随机的最多数
‘consensus‘ 投票法，默认的
而我选择的函数形式是：
k=knnclassify(test_data,train_data,train_label,3,‘cosine‘,‘random‘);
Python/matlab实现KNN算法
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